View
227
Download
2
Category
Preview:
Citation preview
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
71
4. Asamblări nedemontabile (Îmbinări)
4.1 Asambl ări (îmbin ări) prin nituire
Niturile sunt organe de maşini nedemontabile, care, aşezate într-o anumită
ordine, în număr determinat prin calcul, constituie cusătura nituită de îmbinare a
tablelor, profilelor sau pieselor.
4.1.1.Elementele asamblării
Elementul principal al asamblării este nitul (fig.4.1).
Criteriul de clasificare a niturilor este forma. STAS 796-68 stabileşte o
clasificare după forma capului:
- semirotund;
- tronconic;
- semiînecat; etc.
Exemplu de notare a unui nit cu cap semirotunf, cu diametrul 22 mm şi
lungimea 80 mm: Nit 22x80 STAS 797.
(1.3
…1.
7) d
l
gros
imea
ta
blel
or
d
căpuitor (buterolă)
cap de închidere
Înclinare 1:8
corpul nitului capul nitului
contracăpuitor (contrabuterolă)
Fig.4.1
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
72
4.1.2. Materiale şi tehnologie
Materialele trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:
- să nu fie călibile, rezultă OL34, OL37 STAS 500/2;
- să aibă un coeficient de dilatare cât mai apropiat de cel al pieselor de îmbinat;
- materialul identic cu al pieselor pentru a se evita formarea curenţilor galvanici în
cazul îmbinărilor expuse coroziunii.
În cazul solicitărilor mari se pot utiliza şi oţeluri aliate. Se mai utilizează şi alte
materiale ca: alamă, cupru, aluminiu.
Etape tehnologice
Pregătirea prealabilă a tablelor
nituirea propriu-zisă
operaţii ulterioare
îndreptare, teşirea marginilor
găurirea
la rece pentru nituri cu d ≤ 10…12 mm
la cald pentru nituri cu
d ≥ 12
tăierea marginilor răsfrânte ale capului nitului
îndesarea (ştemuirea) marginilor tablei superioare (numai pentru table mai groase de 4,5 … 5 mm)
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
73
4.1.3 Procesul transmisiei forţelor prin îmbinarea nituită
La o îmbinare bine executată fluxul de forţă se realizează prin frecarea dintre
table (fig.4.2)
F1 – forţa ce trebuie transmisă şi ce revine
unui singur nit:
i
FF1 = , i – numărul de nituri.
µ - coeficientul de frecare din tablele
nituite 1 şi 2.
Cazuri posibile:
1. Forţa exterioară este transmisă integral
prin frecare, fără nici o alunecare a
tablelor rezultă şi etanşarea îmbinării, dar
implică nituire corectă
µFn1 > F1
rezultă nitul supus la întindere
(compresiune) de Fn1;
2.- Caz limită – datorită strângerii insuficiente, tocmai începe alunecarea relativă
a tablelor
µFn1 = F1;
3 -Alunecarea fiind posibilă prin frecare este preluată numai o cotă parte din
forţa F1, restul fiind preluată de nit
µFn1 < F1
F1 = Ff rec. + Fnit = µFn1 + Fnit = µ(σtA) + τfA = (µσt + τf)A
A = aria secţiunii nitului
Dar µ - variază foarte mult cu natura tablelor şi mediul de funcţionare rezultă
că acest caz nu este sigur pentru calcul.
4 - Nit complet slăbit:
µFn1 = 0
Fig.4.2
F1
F1
F1
F1
Fn1
Fn1
Fn1
Fn1 2
1
d
F2
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
74
nitstrivire
nitforfecared
4AF afff
21f1 τττπτ ≤⇒==
Concluzii
- frecarea dintre table constituie elementul primar;
- siguranţa în exploatare impune totuşi cazul 4;
- în realitate cel mai întâlnit cazul 3.
4.1.4 Principii generale de calcul
Ipoteze:
a. Sarcina este repartizată uniform asupra niturilor care compun îmbinarea
b. Transmiterea forţei care revine unui nit se face integral pentru cazul nitului
stabilit.
c. Tensiunile sunt repartizate uniform pe secţiunile considerate din nit şi din
table.
d. Corpul nitului umple complet gaura.
1.1 Forfecarea corpului nitului (fig.4.3) – secţ.1-2
MPa12090d4
ni
FF afff
211 L=≤⇒== τττπ
Obs.: Se iau valori ridicate pentru rezistenţa admisibilă întrucât, parte din forţă se
transmite şi prin frecare
i – număr de nituri;
n – numărul secţiunilor de forfecare.
( ) f22
211 dd
4n
i
FF τπ −==
1.2 Strivirea (sau presiune de contact) a nitului
Solicitări Table
Corpul nitului
Capul nitului Nit
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
75
F1 = d1sσs ⇒ σs ≤ σas ≅ 150…200 MPa
se poate admite σas ≅ 2τaf
s – grosimea tablei celei mai subţiri Dacă
sunt două sau mai multe nituri şi preiau forţa
într-un singur sens atunci s=grosimea totală
minimă a tablelor
∫ ⋅⋅=⋅⋅⋅=
=⋅⋅∫ ⋅=
−
−
2
2
s1s1
2
2
s1
1
dsdcos2
ds
cossd2
dF
π
π
π
π
σαασ
ασα
2.1 – Forfecarea marginilor tablei
afff1
1 s2
de2F τττ ′≤′⇒′⋅
−= a
tablei;
e – distanţa rândului de nituri faţă de marginea tablei.
2.2 Tracţiunea materialului tablei dintre găuri:
( ) at'
tt11 sdtF σσσ ≤′⇒′⋅−=
2.3 Forfecarea tablei între rânduri – în cazul nituirii cu mai multe rânduri
( ) afff11 sde2F τττ ′≤′⇒′⋅−=
Din condiţiile de egală rezistenţă a nitului la forfecare şi strivire rezultă şi în
ipoteza unei singure secţiuni de forfecare
( ) ( )s5,28,1d24,1dacăşisdd4 1afasas1af
21 LL ≅⇒≈⋅= τσστπ
Din condiţiile 1.2 şi 2.1 (egalitatea forţei) considerând σaf ≅ 2τ′ay rezultă e =
1,5 d1, practic e = (1,5 …2)d1
Din 1.2 şi 2.2 (σas ≅ 1,5 σ′at) ⇒ t = 2,5d1 practic t = (2,5 … 3)d1
Fig.4.3
d
3
2 1
t
d1
F1
F1
F1 F1
Fi
e
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
76
Din 2.1 şi 2.3 rezultă e1 = 2d1, practic e1 = (2 … 2,5)d1 sau e1 = (0,5 … 0,7)t
Coeficientul de utilizare
Prezenţa găurilor niturilor contribuie la stabilirea secţiunii tablei. Se numeşte
coeficient de utilizare a secţiunii tablei ϕ (coeficient de calitate, coeficient de
rezistenţă a cusăturii) raportul dintre secţiunea micşorată prin găuri şi secţiunea
iniţială întreagă, pe un pas.
( )t
dt
st
sdt 11 −=⋅
−=ϕ
sau, cu t = 3d1 ⇒ 6703
2
1
1 ,d
d ==ϕ
Prin mărirea numărului de nituri, ϕ creşte, putând ajunge la valori de 0,8 –
0,85.
4.2. Îmbinări sudate
4.2.1 Definire. Caracterizare
Îmbinările sudate sunt executate prin operaţia tehnologică numită sudare, care
constă din împreunarea directă a două piese metalice sau nemetalice (materiale
plastice), din materiale identice sau similare, fără folosirea altor elemente
intermediare, în următoarele condiţii:
- prin aducerea până la plasticizare sau până la topire a suprafeţelor alăturate
(cu sau fără sursă de căldură);
- fără sau cu adaos de materiale de compoziţie corespunzătoare;
- fără sau cu intervenţia unei forţe exterioare de apăsare a celor două piese,
eventual folosind frecarea.
Efectul căldurii asupra zonei de îmbinare a metalului de bază, aducerea în stare
fluidă şi răcirea ulterioară fac să apară în secţiunea sudurii pieselor sau a tablelor mai
groase zone cu structuri diferite, şi anume (fig.4.4):
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
77
Avantaje:
Economie de:
- metal
- grosime pereţi cu 50% mai mică decât piesele turnate;
- folosirea integrală a secţiunilor pieselor îmbinate;
- lipsa organelor intermediare;
- adaos de prelucrări mai mici decât la piesele forjate.
- Manoperă:
- operaţie pregătitoare mai puţin costisitoare;
- timp mai scurt de executare;
- eliminarea completă a rebuturilor.
- Buna comportare a pieselor sudate: prelucrarea convenabilă a solicitărilor;
etanşeitatea;
- Avantaje sub aspectul tehnologiei de fabricaţie: cost redus utilaj, eliminarea
modelelor şi cutiilor de miezuri necesare turnării, reduc zgomot.
Dezavantaje:
- calitatea cusăturilor sudate este dependentă de calificarea şi atenţia
personalului;
a
Material de adaos Zonă de interdifuziune şi aliere a materialului de bază cu cel de aport
Zonă cu structură modificată datorită factorilor termici
Fig.4.4
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
78
s<8
0 m
m
V Y U X K 30o…40o s<
80
mm
s<1
2…
25
mm
Sudură cap la cap
în T (unghi) suprapunere eclise
cu margini răsfrânte prin puncte
- sensuri remanante în zona îmbinării;
- controlul necesită aparataj special (aparate cu raze Röentgen;
- prin croire neraţională rezultă pierderi importante.
Clasificare:
prin topire
a) procedeul tehnologic prin presare
speciale (jet de plasmă, laser, ultrasunete)
b) aspectul constructiv
STAS 6662
1)poziţia reciprocă 2) forma cordonului de sudură 3) poziţia cordonului
a tablelor
1. poziţia reciprocă a tablelor
4.2.2. Calculul îmbinărilor sudate
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
79
Determinarea stării reale de tensiune din piesele sudate, îndeosebi în cordonul
de sudură şi în zonele învecinate este o problemă foarte complexă. Pentru OL 37,
rezistenţa cusăturilor în V şi X poate atinge rezistenţa de rupere statică a materialului
de bază.
Rezistenţa la oboseală este în general inferioară celei a materialului de bază.
Cauze: concentratori de tensiuni caractersitici cordonului:
Interiori:
gaze
- incluziuni
zgură
- fisuri
- structuri neuniforme.
Exteriori
- sudare incompletă;
- spaţii nesudate între table;
- arderi locale.
Principii de calcul
� Luarea în considerare a forţelor şi momentului ca mărime şi variaţie în timp;
� Efectuarea calculului atât pe sect. I-I din cordonul de sudură cât şi pe sect.II-II de
trecere de la cordon la metal de bază;
� Cordonul de sudură să fie tot atât de rezistent ca şi materialul de bază;
� În cazul solicitat la oboseală, la determinarea rezistenţei admisibile trebuie să se
considere nu numai
� Concentrarea datorită cusăturii propriu-zise ca şi cei ce care-şi au originea în
formă;
� Nu se iau în considerare tensiunile interne.
II
II
I
I
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
80
� Lungimea portantă (utilă) a cordonului de sudură este egală cu lungimea lui numai
pentru cusăturile închise. La celelalte cusături, din cauza arderilor locale la
începutul şi terminarea cordoanelor ℓs = ℓ - 2s
A. Calculul de rezistenţă a cusăturilor de sudur ă
1. Cusături cap la cap
a) Solicitate de o forţă axială (fig.4.5)
as3
s a
F σσ ≤⋅
=l
asσ =rezistenţa admisibilă a sudurii
Din condiţia de egală rezistenţă a secţiunii sudurii cu secţiunea materialului de
bază rezultă
F = ℓsσamb = ℓsaσas dar ℓs ≈ ℓ -s≈ℓ
⇒ sσamb=aσas ⇒ ϕ
σσσ
σ sssa
amb
asas
amb ===
ϕ ≤ 1 coeficientul de calitate a sudurii, rezultă a ≥ s practic a ≅ (1,2 … 1,25)s
Dacă sudura se prelucrează ulterior, rezultă a = s (situaţie favorabilă la
oboseală).
s
s
l Arsuri locale
F F
l
F a s F
Fig.4.5
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
81
b) Solicitate la încovoiere (fig.4.6)
sai2s
i
is
iis
6
a
M
W
M σσ ≤±=±=l
sais
2i
is
6
a
M σσ ≤=l
c) Cusătură înclinată sub acţiunea unei forţe în axa piesei (fig.4.7)
a
cosF
a
F
a
sinF
a
F
forfecareF
tractiuneF
FFF
ssfs
ss
1ts
2
1
21
ll
ll
ατ
ασ
==
==
=
⇒
+=
unde ssins 2−=
αl
l
as2fs
2ss.echiv 3 στσσ ≤+=
s
M i M i
a
M i M i
b
l l Fig.4.6
l ls
F F
F
F1
F2
α
Fig.4.7
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
82
d) Sudura cap la cap a virolelor de cazane şi recipiente (fig.4.8)
Îmbinări sudate ale cazanelor –se face numai cap la cap, excepţie făcând
tablele subţiri s< 20 mm –pentru îmbinarea fundului recipientului cu corpul.
Materialului virolei: OLK 1 … OLK2 pentru părţile expuse flacării sau gazelor
fierbinţi OLK3 … OLK5 pentru celelalte părţi.
Mărimea tensiunilor este dată de relaţia Laplace:
δρσ
ρσ p
2
2
1
1 =+
σ1 - tensiuneal în secţiunea transversală;
σ2 - tensiuneal în secţiunea longitudinală (axială);
ρ1 - raza de curbură a secţiunii transversale; (plan rezultă ρ1 → ∞ )
ρ2 – raza de curbură a secţiunii longitudinale (cerc ρ = D/2);
p - presiunea interioară;
δ- grosimea teoretică a tablelor
rezultă δδ
σδρ
σ2
pDp2
Dp
22
2 ==⇒=
σ1 – se determină din condiţiile de întindere a tablelor
δδπ
π
δπ
π
σ4
pD
D4
Dp
D4
Dp
A
F
2i
2i
1 =⋅⋅
≈⋅⋅
==
D
Di
σ1
σ2
p
cusături longitudinale
cusături transversale
Fig.4.8
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
83
Rezultă că tensiunea maximă se obţine în secţiunea longitudinală
( )
p2
pD
2ppD
2
Dpsau
2
pD
as
i
asi
asi
2as2
−=
⇓
=+
⇓
≤+=≤=
σδ
δσδ
σδ
δσσδ
σ
s = δ + c1 + c2 →adaos de abatere negativă a tablelor
↓
adaos de coroziune, dependent de viteza de coroziune a agentului fluid din
recipient şi de durata de lucru proiectată.
2. Cusături de colţ prin suprapunere (fig.4.9)
dreaptă
a =0,75s
a = concavă
a=0,5s
convexă
a=s
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
84
Dacă sunt grosimi diferite
s≤ 1,2 smin
Solicitările în cordoanele de
sudură:
1 – 2 forfecare şi încovoiere;
1 – 3 tracţiune şi încovoiere;
1 – 4 forfecare, tracţiune şi
încovoiere.
Încovoierea este micşorată
prin sudurile bifrontală şi mărirea
ℓ0, ℓ0 ≥ 4s şi se neglijează.
Cazul 1. Cusătură solicitată de o
forţă F
Tensiunea maximă este în
secţiunea 1 – 4
sss
141f
sss
2
s
241t
a
F
4
2
a2
45cosF
A
F
a
F
4
2
a2
45cosF
a2
F
A
F
ll
lll
o
o
⋅=
⋅==
⋅=
⋅=
⋅==
−
−
τ
σ
Tensiunea echivalentă (în secţiune la 45° tensiunile σ şi τ sunt egale)
ass
SechiS
ass
fts
a
Fdeci
a
F
τστ
στσσ
≤⋅
==
≤⋅
=+=
−−
−
l
ll
4141
41 2
122
a
s
e
3
4 F
F1
F2
1 2
F F
lO
lo
Fig.4.9
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
85
Cazul 2. Cusătură solicitată de momentul de încovoiere Mi (fig.4.10)
bifrontalăa2
M6
lămonofrontaa
M6
W
M
2s
i
2s
i
is
iis
−⋅
=
−⋅
±==
l
l
σ
Cazul 3. Cusătură solicitată de o forţă
F şi un moment încovoietor Mi
2s
i
s a
M6
a
F
ll ⋅±
⋅=σ
3. Cusătur ă de colţ laterală
Ruperea cusăturilor de colţ laterale în cazul solicitărilor la tracţiune a elementelor
îmbinate se produce prin forfecare în planurile mediane AB ale secţiunilor
coordoanelor.
a) Încărcare simetrică, cusături egale (solicitate de o forţă) (fig.4.11)
afss1s
fs a2
F
A2
F ττ ≤⋅
==l
De-a lungul cusăturii de sudură, tensiunile τfs
sunt neuniform repartizate. Raportul medfs
maxfs
ττ
creşte cu lungimea ℓ1s ⇒
recomandarea limitării lungimii; astfel, după
STAS, ℓ1 max = 50 a.
l
M i M i
Fig.4.10
τfs med
τfs max
l
l 1
F
F
s
Fig.4.11
a
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
86
b) Încărcarea asimetrică – acţiune dezaxată a sarcinii (fig.4.12)
Determinarea forţelor din fiecare cordon de sudură:
F1+F2=F 21
21 FF
ll
l
+= ⇒
F1 e1=F2e2 21
12 FF
ll
l
+=
forţele preluate de cele 2 coordoane.
Dar forţa capabilă din fiecare cordon este :
F1 = ℓ1saτafs , astfel rezultă: ( )21afs
1s1 eea
F+⋅
=τ
ll
F2 = ℓ2saτafs şi ( )21afs
1s1 eea
F+⋅
=τ
ll
dar ℓ1s = ℓ1 – 2s
c) Încărcarea cu un moment încovoietor Mi (fig.4.13)
a. Calcul simplificat
Se înlocuieşte momentul Mi cu 2 forţe F : Mi =F(ℓ+s)
Rezultă forfecare:
x
y
ρmax ρ
τfs
s
a
M i
l
l1
l
Fig.4.13
Fig.4.12
e2
e1
F
F1
F2
l1
l2
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
87
( ) afss1
i
s1fs as
M
a
F ττ ≤⋅+
=⋅
=lll
b. Calcul exact – presupune proporţionalitatea între valoarea tensiunilor şi distanţa de
la centrul de rotaţie.
ρρ
ττ
max
fs
maxfs = AdAdMA max
maxfsfsi ⋅⋅⋅∫ ∫=⋅⋅⋅= ρρ
ρτ
ρτ
dar τfs max, ρmax = ct, rezultă
afsp
maxi
A
2maxi
maxfs I
M
Ad
M τρρ
ρτ ≤=∫ ⋅⋅
⋅= dar Ip = Ix + Iy
4. Cusătur ă de colţ circulară supusă unui moment de torsiune (fig. 4.14)
Exemplu: flanşe pe arbore, discuri pe butuc.
Torsiunea:
( )[ ]( )a2D16
Da2D
M
W
M44
a
ps
tts
+−+
==π
τ pentru un cordon,
dar a<<D, astfel că se poate face un calcul simplificat la forfecare, echivalând
momentul de torsiune cu o forţă şi un braţ
a
Dm
D
0,7
a
a
exterior interior
Fig.4.14
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
88
( ) afs2t
mm
t
s
tfs
aa7,0D
M2
aDD
M2
A
F
τπ
πτ
≤+
=
=⋅⋅⋅
==
pentru un cordon.
5. Cusături sudate prin puncte (fig.4.15)
Se utilizează în general pentru table foarte subţiri. Se pot suda două sau mai multe
table.
sfa2fs
4
dn
F τπ
τ ≤⋅
= n – numărul punctelor de sudură
s mm
D mm
de
mm N
[N] d
mm e
mm t
mm 0,5 10 3 1300 2,5 4 5 0,75 10 3 4900 2,5 4 5 1 12 2,5 2200 3 4 6 2 16 7 4800 6 8 12
B. Alegerea rezistenţelor admisibile
Factori ce influenţează rezistenţa şi comportarea în exploatare:
F
F F
F
e’
t’
e’
e t e
b Fig.4.15
N s
D
de
d
a
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
89
a – natura sarcinii (statică, pulsatoare ,oscilantă, alternant-simetrică, şocuri);
b – felul solicitat (întindere, compresiune, încovoiere, forfecare,torsiune);
c – calitatea materialului de bază şi al electrodului;
d – felul cusăturii (cap la cap sau de bolţ);
e – condiţiile în care s-a efectuat sudarea;
f – rigurozitatea controlului;
g – tratamentul termic aplicat anterior şi ulterior.
a) Cusături solicitate static
amb10as KK σσ ⋅= sau τas = K0K1τamb
sudură material de
bază
K0 – coeficientul de calitate ţine seama de factorii e, f;
K1 – coeficient care ţine seama de modul de comportare a cusăturilor în exploatare şi
de solicitare;
1 – pentru sudură de bună calitate şi control riguros;
K0 = 0,75…1 pentru calitatea mai slabă şi control mai puţin riguros
0,75 - cusătura cap la cap - tracţiune
K1 = 0,85…0,9 - cusătura cap la cap – compus
0,8 - cusătura cap la cap - încovoiere
0,65 - cusătura cap la cap – forfecare
0,65 cusătură de colţ - toate solicitările
b. Cusături solicitate la oboseală
σas∞ = K0K′1K2K3⋅σa⋅b⋅ob
K0 – coeficient de calitate ca la solicitările statice;
K′1 – coeficientul care ia în considerare efectul de concentrare, deci dependent de
forma cusăturilor şi solicitate
K′1 = 1/βK
K2 – coeficient de mărime a piesei: K2 = ε;
K3 – coeficient de calitate (prelucrare) a suprafeţei K3 = γ
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
90
Coeficientul de siguranţă al sudurii cs ≅ 2…3(4).
4.3.Asamblări prin lipire
4.3.1.Caracterizare
Se realizează cu ajutorul unui metal sau aliaj de lipit, adus în stare fluidă prin
încălzire la o temperatură infwerioară celei de topire a materialului piesei de
îmbinat.
Lipiturile metalice se deosebesc de sudare prin:
a) suprafeţele de joncţiune ale materialului de bază nu sunt încălzite până la
plasticizare sau topire; numai aliajul de lipit să fie adus în stare fluidă;
b) se face numai cu material de adaos cu o compoziţie esenţial diferită;
c) îmbinările mai puţin rezistente decât sudurile din punct de vedere termic şi
mecanic.
După gradul de rezistenţă mecanică şi termică:
lipituri moi t ≤ 400 oC
lipituri tari t ≥ 400 oC
Lipituri moi: telefonie, mecanică fină ; se folosesc în special pentru etanşeitate.
Lipiturile tari preiau sarcini: ţevi de apă, carburant, construcţii navale, aeriene,
agricole, autovehicule.
Material şi tehnologie
Lipituri moi: aliaje de lipit cu 20 – 90 % Sn şi restul Pb ( STAS 96);
Lipituri tari: alamă de lipit 58 – 62 sau 59-61 % Cu şi restul Zn ( STAS 204).
Metoda tehnologică, funcţie de numărul de piese:
- unicate : ciocane de lipit, baie de lipit;
- serie mare: flacără, inducţie.
4.3.2. Elemente de calcul
Lipituri moi –
Lipituri tari (fig. 4.16):
Portanţa cordonului de lipitură şi tablelor lipite:
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
91
F = s b σt mat = l b τ’ f med unde b este lăţimea zonei lipite; la limită af
atsl'τ
σ= . Ca urmare
a grosimii tablelor apare şi încovoiere ( forţa F se aplică la distanţa s /2).
Se recomandă: σ′af ≈ 0,8
crσ ′ , c = 4…5,
lungimi optime de suprapunere: ℓ ≈ 12,5s – pentru piese supuse la solicitări statice;
ℓ ≈ 25 s - pentru piese supuse la oboseală;
ℓ ≈ 4 s - pentru îmbinări cu eclise.
- evitarea curburii bruşte a liniilor de forţă,
realizând treceri lente.
4.4 Îmbinări prin încleiere
4.4.1 Caracterizare
În locul stratului de metal sau aliaj topit, intervine stratul subţire de clei care,
după aplicare, se întăreşte şi preia forţele exterioare prin rezistenţă mecanică datorată
coeziunii din masa lui, cât şi prin adeziunea dintre clei şi suprafeţe de îmbinat.
Avantaje:
- îmbinarea materialelor diferite fără efecte dăunătoare ale cuplurilor
galvanice;
- reducerea greutăţii părţilor îmbinate (cca.25%);
- impermiabile şi etanşe la presiune şi vid;
- amortizare a vibraţiilor, insonorizare şi izolaţie electrică.
Dezavantaje:
- temperatura de folosire funcţie de natura elementului (-60…+2000C);
- îmbătrânirea în timp sub efectul mediului ambiant;
F F b
l
+σt
-σt
τ'fmed
τ'fm
ax
Fig.4.16
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
92
- instalaţii costisitoare atunci când întărirea cleiului necesită apăsarea
suprafeţei de îmbinat, la temperaturi ridicate.
Aplicaţii:
aripi de avion, elicoptere, vagoane; începe să se aplice la maşini unelte la ghidaje,
garnituri de frână la autovehicule.
Cleiuri şi elemente tehnologice
În componenţa elementelor intră:
- Materiale de bază cu proprietăţi de lianţi: răsşini termorigide sau
duroplaste; elastomeri;
- Solvenţi au rolul de a influenţa viscozitatea cleiului, ajutând în mod
deosebit la aplicarea lui;
Materiale de umplutură: prafuri minerale, oxizi de metal, fibre – îmbunătăţirea
proprietăţilor fizico-mecanice ale cleiului.
Catalizatori: răşini termorigide, substanţe acide sau bazice, săruri, compuşi de sulf –
accelerează procesul de solidificare.
4.4.2 Elemente asupra rezistenţei îmbinărilor prin încleiere
Trebuiesc luate în considerare
următoarele (fig.4.17):
- rezistenţa la rupere prin forfecare
- rezistenţă la desprindere sub sarcină
repartizată uniform prin suprafaţa de
lipire;
- rezistenţă la desprindere sub sarcină
repartizată neuniform;
- rezistenţă la desprindere sub cojire (cea
mai defavorabil: tracţiune; forfecare; compresiune);
- rezistenţa la oboseală;
F
F F
F F
Fig.4.17
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
93
- rezistenţa de durată sub sarcină elastică;
- variaţia rezistenţei cu temperatura;
- variaţia rezistenţei sub influenţa umidităţii şi a mediilor active.
Repartiţia cea mai favorabilă de tensiune apare atunci când raportul Gclei/Epriză este
minim (piese rigide cu clei moale).
Elemente de calcul: - idem ca la lipiturile tari.
Valori orientative asupra rezistenţei prin forfecare statică a stratului de clei, cu
întărire la cald.
τfr ≈ 13,5 – 21,5 MPa
La oboseală: 0,35 τfr static
Se poate ajunge pentru cleiuri foarte bune, la τfr = 30 … 60MPa.
4.4.3 Elemente constructive
Pentru preluarea solicitării de desprindere (cojire) se recurge uneori la combinaţia
îmbinării prin încleiere, cu sudarea prin puncte, cu nituire sau şuruburi.
?? Intrebări recapitulative
1. Prin care dintre afirmaţiile de mai jos sunt caracterizate asamblările
nedemontabile?
a) desfacerea asamblării se poate realiza prin mijloace tehnice speciale şi numai de
către personal cu înaltă calificare;
b) aceste asamblări nu pot fi demontate decât o singură dată prin mijloace tehnice
obişnuite;
c) desfacerea asamblării este posibilă numai prin distrugerea totală sau parţială a
elementelor îmbinării.
Cap la cap cu suprafaţă dreaptă
Cap la cap cu suprafaţă înclinată
Suprapunere dublă
Note de curs. Capitolul 4. Asamblări nedemnotabile
94
2. Sudabilitatea reprezintă proprietatea de bază a unei asamblări sudate, exprimată
prin obţinerea unui cordon de sudură fără incluziuni sau fisuri şi nefragilă,
respectând condiţiile de rezistenţă prevăzute de către proiectant. Spuneţi care din
afirmaţiile de mai jos sunt adevărate?
a) oţelurile cu conţinut scăzut de carbon sunt rău sudabile;
b) oţelurile cu conţinut mediu de carbon, sunt condiţionat sudabile, necesitând
electrozi corespunzători şi o răcire lentă;
c) fontele prezintă o bună sudabilitate, ele nu necesită tehnologii.
3. Spuneţi care dintre afirmaţiile de mai jos sunt adevărate, cu privire la tensiunea
admisibilă a asamblărilor sudate?
a) depinde de caracteristicile de rezistenţă ale materialului de bază;
b) nu depinde de tipul cordonului şi al solicitării;
c) depinde de tehnologia de execuţie;
d) depinde de calificarea muncitorului;
e) depinde de natura solicitării (statică sau la oboseală).
4. Asamblările sudate prin puncte sunt utilizate pentru:
a) construcţia recipientelor sub presiune;
b) realizarea roţilor dinţate în construcţie sudată;
c) asamblarea tablelor subţiri la caroserii auto, pereţii metalici ai vagoanelor,
diverse aparate de mecanică fină..
5. Care dintre afirmaţiile de mai jos sunt adevărate?
a) asamblările prin încleiere sunt mai rezistente decât cele prin lipire;
b) asamblările prin încleiere sunt mai putin rezistente decât cele prin lipire;
c) asamblările prin încleiere sunt la fel de rezistente ca şi cele prin lipire.
Recommended